MANTEAU TERRESTRE
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Comme l'ensemble des planètes telluriques de notre système solaire, et contrairement aux corps astronomiques de petite taille comme les astéroïdes, la Terre est une planète différenciée. Entre quelques dizaines et une centaine de millions d'années après le début de sa formation par accrétion, l'énergie apportée par les impacts des météorites – en particulier l'énergie apportée par la collision géante avec l’astéroïde géant Théia, qui donnera naissance à la Lune – a entraîné une fusion quasi complète de la planète et la formation d'un océan magmatique. Le métal dense contenu dans le matériau primitif s'est extrait de l'océan magmatique pour former le noyau au centre du globe. La partie résiduelle du matériau a donné après sa cristallisation la partie silicatée de la Terre, que l'on nomme le manteau. La structure du manteau est étudiée par les méthodes géophysiques, alors que sa composition et dynamique font l'objet d'études interdisciplinaires impliquant l'ensemble des sciences de la Terre et notamment la géochimie et la sismologie.
Structure du manteau
La structure du manteau est en premier lieu déterminée à partir des variations des vitesses de propagation des ondes sismiques à l'intérieur du globe obtenues en mesurant les temps d'arrivée des ondes aux stations de mesure à la surface. À partir de cette cartographie 3D, on définit un modèle moyen d'une Terre à symétrie radiale, c'est à dire une Terre où les vitesses des ondes ne dépendraient que de la distance au centre de la Terre. Ce modèle, nommé P.R.E.M. (Preliminary Reference Earth Model) par ses concepteurs en 1981, demeure, depuis lors, le modèle de référence où sont définies les principales couches internes du globe. La vitesse réelle en un point de la Terre correspond alors à une « anomalie » – positive ou négative –par rapport au modèle P.R.E.M. ; ce sont ces anomalies de vitesse qui sont représentées dans les images tomographiques et qui nous renseignent sur la dynamique du manteau.
La structure radiale du manteau
La structure radiale du manteau se décrit comme une série de couches « en pelure d'oignons » ( [...]
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Écrit par :
- Édouard KAMINSKI : professeur des Universités, Institut de physique du globe de Paris, volcanologue
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ATLANTIQUE OCÉAN
Dans le chapitre « Dorsale médio-atlantique » : […] La dorsale médio-atlantique est un relief vigoureux, dont la largeur totale peut atteindre 2 000 km, et dont le commandement est ordinairement de 1 500 m. Deux chaînes parallèles, qui culminent vers 2 500 m de profondeur, encadrent fréquemment un fossé axial, le rift , dont le fond, large d'une à trois dizaines de kilomètres, est généralement entre 3 000 et 4 000 m de profondeur. De part et d'au […] Lire la suite
DÉRIVE DES CONTINENTS
Dans le chapitre « Paléomagnétisme et expansion océanique » : […] Dès le début du xx e siècle, on avait montré que certaines roches, notamment les basaltes et les grès rouges, conservaient la trace du champ magnétique régnant au moment de leur genèse. Les travaux se développèrent peu à peu et se perfectionnèrent jusqu'en 1956, époque à laquelle plusieurs auteurs purent affirmer, indépendamment les uns des autres, que les données paléomagnétiques en provenance d […] Lire la suite
DÉRIVE DES CONTINENTS (modélisation numérique)
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DIETZ ROBERT SINCLAIR (1914-1995)
Le géophysicien et océanographe américain Robert Sinclair Dietz est surtout connu pour avoir formulé avec son compatriote et collègue, le géologue Harry Hammond Hess (1906-1969), l’hypothèse de l’expansion des fonds océaniques ( seafloor spreading ). Robert Sinclair Dietz naît le 14 septembre 1914, à Westfield (New Jersey). Il étudie à l’université d’Illinois, où il obtient une licence en 1937, pu […] Lire la suite
DORSALES OCÉANIQUES
Dans le chapitre « Le manteau sous la dorsale » : […] Il y a peu de renseignements directs sur la structure profonde des dorsales. La pétrologie et la géochimie des laves et des péridotites apportent cependant des contraintes sur la composition du manteau (source des magmas mis en place à l'axe des dorsales) et sur les conditions physiques des premiers stades de sa fusion. Dans les zones de divergence des plaques, le manteau asthénosphérique remonte […] Lire la suite
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Dans le chapitre « Estimer la quantité d'eau sur Terre » : […] Pour comprendre d'où vient l'eau de la Terre, il faut d'abord en faire l'inventaire et déterminer où et sous quelle forme cette eau est stockée sur notre planète. La quantité d'eau en surface est estimée à 1 360 000 000 km 3 , dont plus de 97 p. 100 d'eau océanique, 2 p. 100 d'eau stockée sous forme de glaces (inlandsis, banquise, glaciers) et environ 0,5 p. 100 d'eau douce souterraine. Les eaux d […] Lire la suite
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Les éclogites – ainsi désignées par l'abbé Haüy pour indiquer la « sélection » (ἐκλογή) singulière de leurs minéraux – sont des roches essentiellement formées de grenat et de clinopyroxène particuliers ; leur composition chimique, généralement analogue à celle de basaltes et de gabbros, est souvent déficitaire en silice. Loin de constituer une famille homogène, les éclogites traduisent des condi […] Lire la suite
ÉRUPTIONS VOLCANIQUES
Dans le chapitre « Processus de fusion partielle et contexte géodynamique » : […] On peut définir trois modes principaux de production de magma, associés chacun à différents contextes géodynamiques, et qu'on peut ainsi replacer dans le cadre de la théorie de la tectonique des plaques. Le processus physique principal est la décompression adiabatique des matériaux mantelliques, laquelle résulte des mouvements ascendants de matière chaude au sein du manteau convectif, sous les do […] Lire la suite
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Dans le chapitre « Le manteau » : […] Le manteau terrestre est constitué de péridotite, une roche composée en majorité d'olivine, un silicate ferromagnésien, et d'autres minéraux riches en fer (Fe) et en magnésium (Mg), notamment des pyroxènes. Cette roche appartient au domaine des assemblages ultrabasiques (SiO 2 […] Lire la suite
GÉODÉSIE
Dans le chapitre « Champ de gravité et structure profonde de la Terre » : […] On sait depuis longtemps que la Terre est aplatie aux pôles, ou, ce qui est équivalent, renflée à l'équateur. Cet aplatissement résulte pour l'essentiel de sa rotation sur elle-même. En effet, à l'échelle des temps géologiques, la Terre se comporte comme un fluide qui s'aplatit à cause de la force centrifuge due à sa rotation. La différence entre le rayon polaire et le rayon équatorial est de l'o […] Lire la suite
GÉODYNAMIQUE
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GÉOLOGIE - Géologie contemporaine
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GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE
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GRANITES ET RHYOLITES
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Dans le chapitre « Signification pétrologique et conditions de gisement » : […] La nature et la composition des grenats dépendent de la composition chimique globale des roches où ils sont apparus et des conditions physiques (température, pression, potentiel d'oxygène) régnant au moment de leur formation. A. Miyashiro a, le premier, souligné le rôle de la température et de la pression sur la composition des grenats. Passant en revue les conditions de gisement, il a montré que […] Lire la suite
HADÉEN
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HISTOIRE DES BASSINS OCÉANIQUES (H. H. Hess)
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ISOSTASIE, géologie
Le terme « isostasie » (du grec isos , égal, et stasis , arrêt) traduit l'état d'équilibre des roches de la croûte terrestre par rapport au manteau sous-jacent. Ce phénomène implique que, au-dessus d'une certaine profondeur, appelée niveau de compensation, la masse des roches crustales superficielles est partout la même quelle que soit l'altitude des reliefs. En dessous du niveau de compensation, […] Lire la suite
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Pour citer l’article
Édouard KAMINSKI, « MANTEAU TERRESTRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 février 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/manteau-terrestre/